Gli spettri di emissione dei gas possono essere usati per studiare le stelle perché gli spettri di assorbimento delle stelle sono esattamente l'opposto degli spettri di emissione dei gas che compongono le stelle. Quando la luce di una stella è diviso nei suoi colori componenti, crea uno spettro continuo ad eccezione di specifici colori mancanti. Questi colori mancanti sono gli stessi emessi dai gas riscaldati in ambienti di laboratorio.
La luce delle stelle appare bianca e, quando è divisa, contiene un ampio spettro di colori. I singoli gas, tuttavia, emettono solo determinate lunghezze d'onda della luce quando vengono riscaldati, a seconda del modo in cui sono configurati i loro elettroni. Quando gli atomi assorbono calore, alcuni dei loro elettroni si spostano verso orbitali più grandi e più energici. Quando gli elettroni tornano nel loro orbitale di riposo, rilasciano energia luminosa a particolari frequenze.
Le stelle emettono luce e una gamma di frequenze molto più ampia rispetto agli spettri di emissione di calore dei loro gas componenti. Ogni colore che emette una luce, tuttavia, assorbe anche. Pertanto, la luce generata da altri processi che corrispondono agli spettri di emissione dei gas viene effettivamente assorbita dai gas attorno alla stella. Questo crea regioni più scure negli spettri della stella stessa e indica i gas che la compongono.
